Un ouvrage de soutènement qui repousse les limites de la roche

Les images offrent un aperçu fascinant des travaux en cours sur l’ouvrage de soutènement entre Vitznau et Gersau. La vidéo montre clairement la complexité des différentes phases de construction, l’exiguïté du site entre la paroi rocheuse et le lac ainsi que la circulation alternée sur une seule voie. Il s’agit d’un document remarquable en matière d’ingénierie et de construction.

Reliant les communes de Greppen, Weggis, Vitznau et Gersau aux centres régionaux de Küssnacht am Rigi et de Brunnen, la route cantonale K 2b est une artère importante le long du lac des Quatre-Cantons qui assure la liaison avec le réseau des routes nationales. Sur le tronçon entre Bürglen et la frontière avec le canton de Schwyz, la route construite en 1885/86 et élargie en 1939 ne répondait plus aux normes et exigences actuelles, c’est-à-dire que l’infrastructure n’était pas dans un état insuffisamment bon, la chaussée était trop étroite et les ouvrages d’art nécessitaient une remise en état.

Afin d’améliorer la sécurité routière et de garantir la stabilité à long terme de la route, un projet d’élargissement et de remise en état d’envergure a été mis sur pied. Le tronçon de 400 m entre Vitznau et Gersau fait l’objet d’une réfection et d’un élargissement de sorte à surplomber les eaux du lac des Quatre-Cantons. La pièce maîtresse du projet est un nouvel ouvrage de soutènement d’une longueur de 313 mètres, qui s’adapte élégamment au profil naturel de la paroi rocheuse. «Le plus grand défi a été la définition de la géométrie de l’ouvrage en prenant en compte le trafic, la conception, le terrain, la géologie, la statique et les exigences constructives», explique Stephan Etter, ingénieur chez Bänziger Partner.

La conception reposait sur une évaluation détaillée des risques et une étude des variantes possibles. Sur la base des retours de la procédure de consultation, le concept initial de l’ouvrage d’art a été entièrement revu. Dans le cadre du projet de construction, une optimisation technique a été réalisée en intégrant des études géologiques approfondies et en faisant appel à un spécialiste en conception. C’est ainsi qu’est né un ouvrage qui convainc autant sur le plan technique que sur le plan esthétique.

L’ouvrage de soutènement se compose de deux concepts structurels, à savoir des murs de soutènement en «L» sur le côté, où la zone est moins pentue, et un porte-à-faux nervuré avec ancrage arrière qui porte la route au niveau du tronçon central fortement incliné. Cette construction se compose d’une dalle en porte-à-faux de 60 centimètres d’épaisseur, qui repose tous les 4 mètres sur des voiles transversaux de 40 centimètres de largeur. Les voiles transversaux, le mur arrière et la semelle filante forment un ensemble robuste, ancré dans la paroi rocheuse au moyen de tirants d’ancrage précontraints. «Nous voulions résoudre le problème des discontinuités géologiques et topographiques à l’aide d’un ouvrage conçu de manière uniforme», explique l’un des ingénieurs. «Nous avons même renforcé la paroi rocheuse à l’aide de micropieux et de tirants d’ancrage lorsque c’était nécessaire.»

Pour répondre aux exigences géométriques complexes, les concepteurs ont opté pour la modélisation 3D paramétrique. L’ensemble de l’ouvrage, y compris le terrain, les surfaces rocheuses, les tirants d’ancrage, les micropieux et les mesures de stabilisation, a été modélisé numériquement.

«La modélisation paramétrique permet de vérifier et d’adapter efficacement le projet», explique Stephan Etter, ingénieur en chef au sein du bureau d’études Bänziger Partner AG. «Lorsque nous avons constaté que la paroi arrière polygonalisée augmentait fortement la complexité géométrique, nous avons compris que nous ne pouvions y parvenir qu’avec une précision numérique.»

Ainsi, des problèmes d’aménagement ont pu être identifiés suffisamment tôt et la sécurité en matière de planification a pu être assurée. Le modèle 3D a en outre servi de base à la réalisation du coffrage, notamment pour le déroctage, et a fourni au maître d’ouvrage des visualisations très proches de la réalité.

L’un des principaux objectifs était d’intégrer harmonieusement l’ouvrage dans le paysage. «Un ouvrage bien conçu n’a pas à se cacher», souligne l’équipe de conception. «C’est justement ce contraste entre des formes artificielles dont la précision est élevée et l’environnement naturel qui est fascinant.» L’architecte Eduard Imhof, quant à lui, a apporté cette touche de sensibilité esthétique nécessaire et veillé à ce que les ouvrages d’art paraissent légers malgré leur robustesse.

La question de la durabilité a également occupé une place centrale. Outre la préservation du paysage, l’accent a surtout été mis sur la durabilité et l’efficacité des matériaux. L’ouvrage est destiné à une durée de vie de cent ans. Les matériaux utilisés sont disponibles à proximité: les agrégats viennent de Seewen (SZ), le ciment de Siggenthal (AG) et l’acier d’armature recyclé de Gerlafingen (SO). «Pour de tels ouvrages, le béton armé est incontournable, mais nous l’avons volontairement utilisé avec parcimonie», explique Stephan Etter, ingénieur chez Bänziger Partner.

Une circulation alternée régulée par des feux de signalisation a été mise en place le temps des travaux et des fermetures nocturnes ponctuelles ainsi que deux fermetures totales d’une durée de trois semaines chacune sont prévues. Les travaux devraient durer deux ans environ et les coûts totaux s’élèvent à environ 22,9 millions de francs.

Le projet est impressionnant et montre comment l’art du génie civil moderne et la conception numérique peuvent donner naissance à une solution durable et respectueuse du paysage. Le nouvel ouvrage de soutènement s’intègre avec régularité et élégance dans le paysage escarpé surplombant le lac des Quatre-Cantons. Malgré sa situation exposée et une géologie complexe, l’ouvrage fait son entrée dans l’Inventaire fédéral des paysages, sites et monuments naturels (IFP) – un bel exemple qui montre comment le savoir-faire technique et la qualité de conception vont de pair.